（国网安徽省电力公司信息通信分公司 安徽合肥 230061）
摘要：基于负载管理的通信直流电源管控系统根据采集到的直流屏每台负载电流值，通过内部软件数据分析计算每台负载的动态功耗，最后评估出整个机房通信电源的负载率，并且可以利用数值显示或者统计报表形式体现每台负载的用电信息状态。该系统为客户提供了简单、直观的电源运行状态信息，实现了对通信设备负载率的统计和分析功能，对站内每台负载用电信息做到了智能化、精细化、可视化管理，便于提前维护和管理，提高工作效率。
关键词：负载率；管控；动态功耗；PDU；精细化管理；可视化管理
引言
目前，电力通信网在机房能耗管理，特别是无人值守站的能耗管理方面，还处于比较初级的管理阶段。其管理主要是通过电费支出，间接实现能耗管理。但是由于没有能耗实时监测工具，无法通过能耗的异动发现设备异常。因此，对机房能耗的监测和分析是本方案的关键技术和研究热点，通过该方案，实现对机房能耗的全面管理，提高机房运行的安全性和稳定性。
1基于负载管理的通信直流电源管控系统的研发
1.1设计方案
能耗数据实时准确采集是整个能耗精细化管理的基础，本方案采用负载监测管理单元，可以同时接入32路负载能耗点，进行功率计算，并通过以太网或者2M通道方式将数据传送到远端的服务器上。同时，由于能耗数据和机房的温湿度相关性很大，该系统还包括温湿度监测，通过对温湿度数据和能耗数据的联合分析，更好的实现对机房能耗及环境的分析功能。负载管理监测单元支持5min粒度的能耗计算和上报，可以满足能耗精细化和实时分析的要求。
1.2系统架构
整个系统分为三个层次，即信息采集层、数据应用层和展示层。
1.2.1数据采集层：主要解决通信机房各负载设备的用电情况，通过负载监测单元采集电源分配屏上每一路的负载电流值。实现机房能耗及相关环境数据的采集。
1.2.2数据应用层：系统接收到负载电流值等实时数据以后，进行统一建模和数据可信检查以后，根据PI数据库的测点规划，将部分测点送入到PI数据库。
然后利用PI数据库的相关分析工具对这些信息进行基于PI数据库的数据分析和展示，另一方面，对这些数据进行积累和处理，对负载性能及直流设备状态进行专家分析。当有系统告警或异常情况出现时，该系统会根据专家系统进行多维度、多层面的综合分析计算，汇总出值班人员关注的机房整体运行状况。
1.2.3展示层：为系统提供了一个对外的信息交互接口，一个方面，提供了丰富的人机界面工具和报表工具，可以根据用户的需要定制信息发布。另一方面，提供了对外信息接口，为这些信息的应用提供了便捷通道。
2系统硬件组成
本项目中系统硬件主要包括当地监控主机、采集模块组、协议处理器(主机内部集成)、传感器、网络设备及PI数据库服务器等。
2.1当地监控主机
采用高性能单片机及大容量4M FLASH，不但保证了对大量数据进行高速分析和处理，而且实现了对数据的掉电保存。
当采集模块将电源分配屏的电流值传送到监控主机后，该信号被送入CPU进行分析处理，通过内部软件数据分析计算每台负载的动态功耗，最后评估出整个机房通信电源的负载率，并且可以利用数值显示或者统计报表形式体现每台负载的用电信息状态。
2.2采集单元
负载监测采集单元可以同时接入32个监测点，其功能是将机房电源分配屏的每一路负载电流值的任何变化快速准确地检测出来。当电流信号传送到采集单元后，高速电子开关将对电流值进行读取，供CPU采集。CPU将处理后的数字信号经RS485总线送至监控主机或其它监控设备，供计算机进行数据分析和判断。
3系统功能
3.1基于实时/历史数据库的开发应用
针对机房各负载用电的具体工作状况，通过现场的负载管理监测单元，实时采集各个负载设备耗能的运行状态数据，利用数据交换工具，通过特定的规约或者标准规约实时将直流设备的监测数据送至数据库。同时，在系统的管理界面中，实现对采集数据的查询和报表生成功能。
该系统将每一路负载的耗能实时状态、历史数据和曲线、电流性能变化趋势分析、实时报警信息、报警记录查询、月报表等功能建立统一的查询和管理平台。方便管理人员或相应的专责随时查阅相关变电所的设备运行状态。
3.2性能专家分析模型
在系统软件中集成“性能专家分析数学模型”，利用最新的电流在线分析模型，分析现有的系统采集数据，对每台负载的动态功耗和性能做科学详细的分析，并通过直观的的图表等形式对机房用电情况做实时的健康状况展示。
开展机房能耗及负荷影响的监测工作，依据在线监测机房负载用电情况和负载率的综合分析，再结合机房设备的能耗历史数据进行对比分析，发现机房设备在运行中存在的问题和隐患，切实了解和把握机房机房负载及相关环境数据的健康水平和潜在问题，增强设备检修针对性、目的性和有效性，为决策者提供真实的分析和决策依据。
3.3机房能耗分析
系统通过对机房能耗及相关环境数据的测量，一方面可以全面准确实时得到各个机房在各个时间段的能耗情况，为机房能耗优化和机房精细化管理提供准确的数据。另一方面通过对能耗的深入分析，发现机房在运行中存在的各种问题，保证机房的安全运行。
3.3.1精细化管理
该系统可将机房内所有负载的耗能数据收集起来，在屏幕上为客户提供了简单、直观的电源运行状态信息，当机房的用电量接近PDU负载能力的时候系统会及时告警，避免新增网络设备或其他用电设备时用电量超出PDU的负载能力造成PDU跳闸，导致整个机房内全部网络设备的断电。或者当机房内某一台网络设备或其他用电设备由于故障或其他原因发生电流过大时，系统可以单独断开故障设备的用电，避免由于一台设备出现电流过大而造成PDU跳闸，导致机房内全部网络设备的断电。该功能可以让运维人员及时了解到设备用电状态，做到增容或维护。
3.3.2动态分析功能
该系统可分析不同条件下的负荷波动，比如受季节影响，温湿度变化很大，该监测单元通过对温湿度数据和能耗数据的联合分析，更好的实现对机房能耗及负荷影响的分析功能，满足能耗精细化和实时分析的要求。
4应用效果
结合安徽省电力公司信息通信机房特点，选取了三个测量点进行监测。
监测点1：对机房中除了防雷击设备等在监测点之前的设备能耗损失之外的能耗进行监测。通过对监测点1的持续测量和监测，可以发现机房总能耗的实时数据和趋势。
监测点2：对机房的设备能耗进行监测。设备能耗包括直流开关柜的自身损耗，传输设备和其他直流设备的能耗。主要包括当设备启动时、设备运行平稳时或者设备故障时等监测内容。通过对监测点2的持续测量和监测，可以发现机房设备能耗的实时数据和趋势。
监测点3：对机房空调的能耗进行监测。通过监测空调的能耗变化趋势，可以发现空调的工作状态是否正常。
六、总结
基于负载管理的通信直流电源管控系统是对通信机房通信直流电源实现有效的监测和控制，还实现了对通信设备负载率的统计和分析功能，对站内每台负载用电信息做到了智能化、精细化管理，便于提前维护和管理，提高工作效率。
参考文献
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[3]王慧亮.电力系统通信直流电源的探讨与分析[J].中国电业（技术版），2011，(8):35-37.
论文作者:于浩,王伟,黄影
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/1
标签：负载论文; 机房论文; 数据论文; 系统论文; 设备论文; 实时论文; 电流论文; 《电力设备》2017年第11期论文;